JP6119276B2 - Liquid ejection head and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は液体吐出ヘッド、画像形成装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, a plotter, and a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming apparatus using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) for discharging droplets An ink jet recording apparatus or the like is known.

液体吐出ヘッドにおいては、液体中に異物が混入すると、滴吐出不良が発生することから流路中に液体をろ過するフィルタ部材を設けるようにしている。   In the liquid discharge head, when a foreign substance is mixed in the liquid, a droplet discharge defect occurs. Therefore, a filter member for filtering the liquid is provided in the flow path.

従来、ノズルが通じる複数の個別流路がすべて通じる液導入部と共通液室との間に、複数の個別液室のノズル配列方向の全領域にわたって液体をろ過するフィルタ部を備え、フィルタ部にはノズル配列方向で2以上の液室に対応する間隔で複数の補強リブが形成され、補強リブによりフィルタ部が複数に分割され、リブに対応して液室間隔壁が設けられているものが知られている(特許文献1)。   Conventionally, a filter unit for filtering liquid over the entire region in the nozzle arrangement direction of a plurality of individual liquid chambers is provided between the liquid introduction unit through which all of the plurality of individual flow paths through which the nozzles communicate and the common liquid chamber. In the nozzle arrangement direction, a plurality of reinforcing ribs are formed at intervals corresponding to two or more liquid chambers, the filter portion is divided into a plurality by the reinforcing ribs, and liquid chamber interval walls are provided corresponding to the ribs. Known (Patent Document 1).

特開2011−025663号公報JP 2011-025663 A

上述した特許文献1に開示されている構成にあっては、補強リブに対応して設けられた隔壁のノズル配列方向の幅が補強リブのノズル配列方向の幅よりも狭く、フィルタ部の液導入部側で澱みが発生し、気泡排出性が低くなるという課題がある。   In the configuration disclosed in Patent Document 1 described above, the width in the nozzle arrangement direction of the partition provided corresponding to the reinforcing rib is narrower than the width of the reinforcing rib in the nozzle arrangement direction, and the liquid introduction into the filter portion is performed. There is a problem that stagnation occurs on the part side and the bubble discharge performance is lowered.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、気泡排出性を向上することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said subject, and aims at improving bubble discharge property.

上記の課題を解決するため、本発明の請求項1に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルが通じる複数の個別流路と、
前記複数の個別流路に通じる液導入部と、
前記複数の個別流路に液体を供給する共通液室と、を備え、
前記共通液室と前記液導入部との間には、複数のフィルタ孔が形成されて、前記液体をろ過するフィルタ部が設けられ、
前記フィルタ部には、複数のフィルタ領域に区画する補強部が設けられ、
前記補強部の一部は、液体の流れの方向で、前記フィルタ孔の一部と隙間をおいて対向し
前記補強部は、前記個別流路間の隔壁に、前記フィルタ部を形成する部材を挟んで対向する位置に設けられ、
前記補強部のノズル配列方向の幅は、前記個別流路間の隔壁のノズル配列方向の幅よりも広い
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a liquid discharge head according to claim 1 of the present invention includes:
A plurality of nozzles for discharging droplets;
A plurality of individual flow paths through which the nozzles communicate;
A liquid introduction part that leads to the plurality of individual flow paths;
A common liquid chamber for supplying a liquid to the plurality of individual flow paths,
Between the common liquid chamber and the liquid introduction part, a plurality of filter holes are formed, and a filter part for filtering the liquid is provided,
The filter part is provided with a reinforcing part that partitions into a plurality of filter regions,
A part of the reinforcing part is opposed to a part of the filter hole with a gap in the liquid flow direction ,
The reinforcing portion is provided at a position facing the partition between the individual flow channels with a member forming the filter portion interposed therebetween,
The width of the reinforcing portion in the nozzle arrangement direction is wider than the width of the partition between the individual flow paths in the nozzle arrangement direction .

本発明によれば、気泡排出性を向上することができる。   According to the present invention, the bubble discharge property can be improved.

本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施形態の説明に供する同ヘッドの外観斜視説明図である。FIG. 2 is an external perspective explanatory view of the liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention for explaining the first embodiment. 図1のA―A線に沿うノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)の断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram in a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction along the line AA in FIG. 1. 図1のB−B線に沿うノズル配列方向(液室短手方向)の断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory drawing of the nozzle arrangement direction (liquid chamber short direction) along the BB line of FIG. 本発明の第1実施形態の説明に供する振動板部材の平面説明図及び要部拡大説明図である。It is the plane explanatory drawing and principal part expansion explanatory drawing of a diaphragm member with which it uses for description of 1st Embodiment of this invention. 同じく流路部分の平面説明図である。It is a plane explanatory view of a channel part similarly. 図5のC−C線に沿う断面に相当し、図7のD−D線に沿う断面説明図である。FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view taken along the line DD of FIG. 7, corresponding to a cross section taken along the line CC of FIG. 5. フィルタ領域の拡大説明図である。It is expansion explanatory drawing of a filter area | region. 比較例1の図5のC−C線に沿う断面に相当し、図9のE−ED線に沿う断面説明図である。It is equivalent to the cross section along the CC line of FIG. 5 of the comparative example 1, and is sectional explanatory drawing along the E-ED line of FIG. 同じくフィルタ領域の拡大説明図である。It is an enlarged explanatory view of a filter area in the same manner. 比較例と実施形態における流速の違いの説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the difference in the flow velocity in a comparative example and embodiment. 本発明の第2実施形態の説明に供する図6と同様な断面説明図である。It is sectional explanatory drawing similar to FIG. 6 with which it uses for description of 2nd Embodiment of this invention. 本発明に係る画像形成装置の一例の説明に供する機構部の側面説明図である。FIG. 4 is a side explanatory view of a mechanism portion for explaining an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同機構部の要部平面説明図である。It is principal part plane explanatory drawing of the mechanism part.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図1ないし図4を参照して説明する。図1は同ヘッドの外観斜視説明図、図2は図1のA―A線に沿うノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)の断面説明図、図3は図1のB−B線に沿うノズル配列方向(液室短手方向)の断面説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A liquid discharge head according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective explanatory view of the head, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view in a direction (longitudinal direction of the liquid chamber) orthogonal to the nozzle arrangement direction along the line AA in FIG. 1, and FIG. It is sectional explanatory drawing of the nozzle arrangement | sequence direction (liquid chamber short direction) in alignment with a line.

この液体吐出ヘッドは、ノズル板1と、流路板(液室基板)2と、薄膜部材としての振動板部材3とを積層接合している。そして、振動板部材3を変位させる圧電アクチュエータ11と、共通流路部材としてフレーム部材20とを備えている。   In this liquid discharge head, a nozzle plate 1, a flow path plate (liquid chamber substrate) 2, and a vibration plate member 3 as a thin film member are laminated and joined. And the piezoelectric actuator 11 which displaces the diaphragm member 3 and the frame member 20 are provided as a common flow path member.

ノズル板1、流路板2及び振動板部材3によって、液滴を吐出する複数のノズル4に連なって通じる個別液室(加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。)6、個別液室6に液体を供給する流体抵抗部を兼ねた液体供給路7と、液体供給路7に連なる液導入部8とを形成している。ここでは、個別液室6と流体抵抗部を含む液体供給路7で個別流路5を構成しているが、流体抵抗部を持たないで、液導入部8からそのまま個別液室6に通じるときには、個別液室6が個別流路となる。   The nozzle plate 1, the flow path plate 2 and the vibration plate member 3 are also called individual liquid chambers (pressurization liquid chamber, pressure chamber, pressurization chamber, flow path, etc.) communicating with a plurality of nozzles 4 for discharging droplets. 6. A liquid supply path 7 also serving as a fluid resistance section for supplying a liquid to the individual liquid chamber 6 and a liquid introduction section 8 connected to the liquid supply path 7 are formed. Here, the individual flow path 5 is constituted by the liquid supply path 7 including the individual liquid chamber 6 and the fluid resistance portion. However, when the individual liquid chamber 6 is communicated directly from the liquid introduction portion 8 without having the fluid resistance portion. The individual liquid chamber 6 becomes an individual flow path.

そして、フレーム部材20の共通流路としての共通液室10から振動板部材3に形成したフィルタ部9を通じて、液導入部8、液体供給路7を経て複数の個別液室6に液体を供給する。   Then, the liquid is supplied from the common liquid chamber 10 serving as the common flow path of the frame member 20 to the plurality of individual liquid chambers 6 through the filter portion 9 formed on the diaphragm member 3 through the liquid introduction portion 8 and the liquid supply path 7. .

ここで、ノズル板1は、ニッケル(Ni)の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法(電鋳)で製造したものを用いている。これに限らず、その他の金属部材、樹脂部材、樹脂層と金属層の積層部材などを用いることができる。ノズル板1には、各液室6に対応して例えば直径10〜35μmのノズル4を形成し、流路板2と接着剤接合している。また、このノズル板1の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面)には撥水層を設けている。   Here, the nozzle plate 1 is formed of a nickel (Ni) metal plate and is manufactured by an electroforming method (electroforming). Not limited to this, other metal members, resin members, laminated members of resin layers and metal layers, and the like can be used. In the nozzle plate 1, for example, nozzles 4 having a diameter of 10 to 35 μm are formed corresponding to the respective liquid chambers 6 and bonded to the flow path plate 2 with an adhesive. Further, a water repellent layer is provided on the droplet discharge side surface (surface in the discharge direction: discharge surface or the surface opposite to the liquid chamber 6 side) of the nozzle plate 1.

流路板2は、単結晶シリコン基板をエッチングして、個別液室6、液体供給路7、液導入部8などを構成する溝部を形成している。なお、流路板2は、例えばSUS基板などの金属板を酸性エッチング液でエッチングし、あるいはプレスなどの機械加工を行って形成することもできる。   The flow path plate 2 is formed by etching the single crystal silicon substrate to form grooves that constitute the individual liquid chamber 6, the liquid supply path 7, the liquid introduction part 8, and the like. The flow path plate 2 can also be formed, for example, by etching a metal plate such as a SUS substrate with an acidic etching solution, or performing machining such as pressing.

振動板部材3は、流路板2の個別液室6の壁面を形成する壁面部材を兼ね、個別液室6に対応する部分に変形可能な振動領域30を有している。この振動板部材3も、ニッケル(Ni)の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法(電鋳)で製造したものを用いている。これに限らず、その他の金属部材、樹脂部材、樹脂層と金属層の積層部材などを用いることができる。   The vibration plate member 3 also serves as a wall surface member that forms the wall surface of the individual liquid chamber 6 of the flow path plate 2, and has a deformable vibration region 30 at a portion corresponding to the individual liquid chamber 6. The diaphragm member 3 is also formed from a nickel (Ni) metal plate and is manufactured by an electroforming method (electroforming). Not limited to this, other metal members, resin members, laminated members of resin layers and metal layers, and the like can be used.

そして、この振動板部材3の個別液室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。   A piezoelectric actuator 11 including an electromechanical conversion element as a driving means (actuator means, pressure generating means) for deforming the vibration region 30 of the diaphragm member 3 on the opposite side of the diaphragm member 3 from the individual liquid chamber 6. Is arranged.

この圧電アクチュエータ11は、ベース部材13上に接着剤接合した複数の積層型圧電部材12を有し、圧電部材12にはハーフカットダイシングによって溝加工して1つの圧電部材12に対して所要数の圧電柱12A、12Bを所定の間隔で櫛歯状に形成している。   The piezoelectric actuator 11 has a plurality of laminated piezoelectric members 12 bonded with adhesive on a base member 13, and the piezoelectric member 12 is grooved by half-cut dicing to have a required number of piezoelectric members 12. Piezoelectric columns 12A and 12B are formed in a comb shape at a predetermined interval.

圧電部材12の圧電柱12A、12Bは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を駆動圧電柱(駆動柱)12A、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を非駆動圧電柱(非駆動柱)12Bとして区別している。   The piezoelectric columns 12A and 12B of the piezoelectric member 12 are the same, but a piezoelectric column that is driven by giving a driving waveform is a driving piezoelectric column (driving column) 12A, and a piezoelectric column that is used as a simple column without giving a driving waveform. It is distinguished as a non-driving piezoelectric column (non-driving column) 12B.

そして、駆動柱12Aを振動板部材3の振動領域30に形成した島状の凸部30aに接合している。また、非駆動柱12Bを振動板部材3の凸部30bに接合している。   The drive column 12A is joined to an island-shaped convex portion 30a formed in the vibration region 30 of the diaphragm member 3. Further, the non-driving column 12B is joined to the convex portion 30b of the diaphragm member 3.

この圧電部材12は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、駆動柱12Aの外部電極に駆動信号を与えるための可撓性を有するフレキシブル配線基板としてのFPC15が接続されている。   This piezoelectric member 12 is formed by alternately laminating piezoelectric layers and internal electrodes, and each internal electrode is pulled out to the end face to be provided with an external electrode, and can be used to supply a drive signal to the external electrode of the drive column 12A. An FPC 15 as a flexible wiring board having flexibility is connected.

フレーム部材20は、例えばエポキシ系樹脂或いは熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイト等で射出成形により形成し、図示しないヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室10が形成されている。   The frame member 20 is formed by injection molding using, for example, epoxy resin or thermoplastic resin such as polyphenylene sulfite, and a common liquid chamber 10 to which liquid is supplied from a head tank or a liquid cartridge (not shown) is formed.

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動柱12Aに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動柱12Aが収縮し、振動板部材3の振動領域30が下降して個別液室6の容積が膨張することで、個別液室6内に液体が流入する。   In the liquid discharge head configured as described above, for example, the drive column 12A contracts by lowering the voltage applied to the drive column 12A from the reference potential, and the vibration region 30 of the diaphragm member 3 descends, so that the individual liquid chambers 6 As the volume expands, the liquid flows into the individual liquid chamber 6.

その後、駆動柱12Aに印加する電圧を上げて駆動柱12Aを積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させることにより、個別液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液滴が吐出(噴射)される。   Thereafter, the voltage applied to the drive column 12A is increased to extend the drive column 12A in the stacking direction, the vibration region 30 of the diaphragm member 3 is deformed in the nozzle 4 direction, and the volume of the individual liquid chamber 6 is contracted. The liquid in the individual liquid chamber 6 is pressurized, and droplets are ejected (jetted) from the nozzle 4.

そして、駆動柱12Aに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材3の振動領域30が初期位置に復元し、個別液室6が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室10から液体供給路7を通じて個別液室6内に液体が充填される。そこで、ノズル4のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。   Then, by returning the voltage applied to the drive column 12A to the reference potential, the vibration region 30 of the diaphragm member 3 is restored to the initial position, and the individual liquid chamber 6 expands to generate a negative pressure. The liquid is filled into the individual liquid chamber 6 from the liquid chamber 10 through the liquid supply path 7. Therefore, after the vibration of the meniscus surface of the nozzle 4 is attenuated and stabilized, the operation proceeds to the next droplet discharge.

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。   Note that the driving method of the head is not limited to the above example (pulling-pushing), and it is also possible to perform striking or pushing depending on the direction to which the driving waveform is given.

次に、本発明の第1実施形態について図4ないし図7を参照して説明する。図4は同実施形態の説明に供する振動板部材の平面説明図及び要部拡大説明図、図5は同じく流路部分の平面説明図、図6は図5のC−C線に沿う断面に相当し、図7のD−D線に沿う断面説明図、図7はフィルタ領域の拡大説明図である。   Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan explanatory view and an enlarged explanatory view of the main part of the diaphragm member for explaining the embodiment, FIG. 5 is a plan explanatory view of the flow path portion, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. FIG. 7 is an explanatory sectional view taken along the line DD of FIG. 7, and FIG. 7 is an enlarged explanatory view of the filter region.

まず、振動板部材3には、図4に示すように、共通液室10と液導入部8との間に、液体をろ過するフィルタ部9が設けられ、フィルタ部9には液体を通過する多数のフィルタ孔91が形成されている。   First, as shown in FIG. 4, the diaphragm member 3 is provided with a filter unit 9 for filtering liquid between the common liquid chamber 10 and the liquid introducing unit 8, and the filter unit 9 passes the liquid. A large number of filter holes 91 are formed.

ここで、図5に示すように、液導入部8側は、個別流路5間の隔壁51を延長して、各個別流路5毎の液導入部8に分割している。ただし、1つの液導入部8が2以上の個別流路5に通じるように分割することもできるし、あるいは、1つの液導入部8がすべての個別流路5に通じるようにすることもできる。   Here, as shown in FIG. 5, the liquid introduction part 8 side is divided into liquid introduction parts 8 for each individual flow path 5 by extending the partition walls 51 between the individual flow paths 5. However, it can be divided so that one liquid introduction part 8 leads to two or more individual flow paths 5, or one liquid introduction part 8 can lead to all the individual flow paths 5. .

一方、図6に示すように、フィルタ部9側も、液導入部8側の隔壁51に対向して補強領域となる補強部92を設けて、各個別流路5毎のフィルタ領域9Aに分割している。なお、補強部92を2以上の個別流路5毎に設けて、フィルタ部9を複数のフィルタ領域9Aに分割し、1つのフィルタ領域9Aが2以上の個別流路5に対応するように分割してもよい。   On the other hand, as shown in FIG. 6, the filter portion 9 side is also divided into filter regions 9 </ b> A for each individual flow path 5 by providing a reinforcement portion 92 that is a reinforcement region facing the partition wall 51 on the liquid introduction portion 8 side. doing. The reinforcing portion 92 is provided for each of the two or more individual flow paths 5, and the filter section 9 is divided into a plurality of filter areas 9A, and one filter area 9A is divided so as to correspond to the two or more individual flow paths 5. May be.

この補強部92のノズル配列方向の幅は、個別流路5間の隔壁51のノズル配列方向の幅よりも広くしている。   The width of the reinforcing portion 92 in the nozzle arrangement direction is wider than the width of the partition walls 51 between the individual flow paths 5 in the nozzle arrangement direction.

また、フィルタ部9を形成する振動板部材3は、前述したようにNi電鋳で形成した三層構造のものを使用している。そして、図6に示すように、フィルタ部9は、振動板部材3の第1層と同じ第1層93aで形成している。また、補強部92は、振動板部材3の第2層、第3層である第2層93b、第3層93cとで形成した2層構造としている。   Moreover, the diaphragm member 3 forming the filter portion 9 uses a three-layer structure formed by Ni electroforming as described above. As shown in FIG. 6, the filter portion 9 is formed of the same first layer 93 a as the first layer of the diaphragm member 3. The reinforcing portion 92 has a two-layer structure formed by the second layer of the diaphragm member 3, the second layer 93 b that is the third layer, and the third layer 93 c.

フィルタ部9に補強部92を設ける理由は次のとおりである。すなわち、フィルタ部9は、本実施形態では1層の薄層形状であるため、フィルタ部9を個別流路5が配列されている領域に亘って形成すると、フィルタ部9の剛性が低下して破損しやすくなる。そこで、ノズル配列方向において、一定間隔で、複数層構造からなる補強部92を形成して、フィルタ部9を区画することで、フィルタ部9の強度を補強している。さらに、補強部92があることにより、流路板2との接合時に十分に振動板部材3を加圧することができるため、接合強度が増すという利点もある。   The reason why the reinforcing part 92 is provided in the filter part 9 is as follows. That is, since the filter unit 9 has a single-layer shape in this embodiment, if the filter unit 9 is formed over the region where the individual flow paths 5 are arranged, the rigidity of the filter unit 9 decreases. It becomes easy to break. Therefore, the strength of the filter portion 9 is reinforced by forming the reinforcing portions 92 having a multi-layer structure at regular intervals in the nozzle arrangement direction and partitioning the filter portion 9. Furthermore, since the reinforcing part 92 is provided, the diaphragm member 3 can be sufficiently pressurized at the time of joining with the flow path plate 2, so that there is an advantage that the joining strength is increased.

この場合、補強部92を構成している第2層93b、第3層93cのフィルタ領域9A側には、電鋳によってオーバーハング形状をなす部分(以下「オーバーハング形状部」という。)93dが生じる。   In this case, on the filter region 9A side of the second layer 93b and the third layer 93c constituting the reinforcing portion 92, a portion (hereinafter referred to as “overhang shape portion”) 93d that is overhanged by electroforming is formed. Arise.

そして、補強部92の一部である第2層93bは、フィルタ部9(第1層93a)に隙間94をおいて対向し、オーバーハング部93dは、液体の流れの方向(図6の矢印F方向)で、フィルタ孔91の一部と隙間をおいて対向(以下、「オーバーラップ」という。
している。
The second layer 93b, which is a part of the reinforcing portion 92, faces the filter portion 9 (first layer 93a) with a gap 94 therebetween, and the overhang portion 93d has a liquid flow direction (arrow in FIG. 6). In the F direction), it is opposed to a part of the filter hole 91 with a gap (hereinafter referred to as “overlap”).
doing.

つまり、フィルタ部9の補強部92を構成する第2層93bを、フィルタ領域9Aに突き出すように形成している。   That is, the second layer 93b constituting the reinforcing portion 92 of the filter portion 9 is formed so as to protrude into the filter region 9A.

これにより、フィルタ領域9Aは、図7に示すように、液体の流れの方向で見て、フィルタ孔91の一部のフィルタ孔91aは他のフィルタ孔91よりも液体の流れの方向からの投影面積が小さくなる。   As a result, as shown in FIG. 7, the filter region 9 </ b> A is seen in the liquid flow direction, and some of the filter holes 91 a of the filter holes 91 are projected from the liquid flow direction more than the other filter holes 91. The area becomes smaller.

言い換えれば、本実施形態では、フィルタ孔91を個別流路5の隔壁51の近くまで形成している。   In other words, in the present embodiment, the filter hole 91 is formed close to the partition wall 51 of the individual flow path 5.

つまり、フィルタ孔91を形成している電鋳層の第1層93aは厚さ約3μmで形成されているが、これを補強し、フィルタ部9をフィルタ領域9Aに区画するために厚みを設けた第2層93b、第3層93cが存在している。   In other words, the first layer 93a of the electroformed layer forming the filter hole 91 is formed with a thickness of about 3 μm, but the thickness is provided to reinforce this and partition the filter portion 9 into the filter region 9A. The second layer 93b and the third layer 93c are present.

そして、この第2層93b、第3層93cによる領域よりもフィルタ孔91を形成する領域を広く確保するために、第2層93bよりもフィルタ孔91が隔壁51のより近くに配置されている。   The filter hole 91 is disposed closer to the partition wall 51 than the second layer 93b in order to secure a wider area for forming the filter hole 91 than the area formed by the second layer 93b and the third layer 93c. .

このような構造にすることで、フィルタ配置領域が拡大し、淀み点が減少することから、吸引・加圧をおこなったときに、フィルタ部9の下流側でインクの流れが生じ、容易に気泡排出を行うことができる。   By adopting such a structure, the filter arrangement area is enlarged and the stagnation point is reduced. Therefore, when suction / pressure is applied, an ink flow is generated on the downstream side of the filter unit 9 and air bubbles are easily generated. It can be discharged.

ここで、比較例1について図8及び図9を参照して説明する。図8は同比較例1の図5のC−C線に沿う断面に相当し、図9のE−ED線に沿う断面説明図、図9は同じくフィルタ領域の拡大説明図である。   Here, the comparative example 1 is demonstrated with reference to FIG.8 and FIG.9. 8 corresponds to a cross section taken along line CC in FIG. 5 of Comparative Example 1, and is a cross-sectional explanatory view taken along line E-ED in FIG. 9, and FIG. 9 is also an enlarged explanatory view of the filter region.

この比較例1では、液体の流れの方向で、補強部92を構成する第2層92bなどとオーバーラップする位置にはフィルタ孔91を形成しない構成としている。   In the first comparative example, the filter hole 91 is not formed at a position overlapping with the second layer 92b constituting the reinforcing portion 92 in the liquid flow direction.

この比較例1の構成にあっては、図10(a)に示すように、フィルタ孔91を通過した直後の流速は、いずれのフィルタ孔91を通過した場合でもほぼ同じになる。なお、図10では、流れを矢印で示し、矢印の長さで流速の大きさを示し、矢印の長さが長いほど流速も大きいことを表している。   In the configuration of Comparative Example 1, as shown in FIG. 10A, the flow velocity immediately after passing through the filter hole 91 is substantially the same regardless of which filter hole 91 is passed. In FIG. 10, the flow is indicated by an arrow, the length of the arrow indicates the flow velocity, and the longer the arrow, the greater the flow velocity.

そのため、補強部92よりも液導入部8側の隔壁51の幅が狭いと、液導入部8側で淀み点が発生し、気泡が滞留する可能性がある。   Therefore, if the width of the partition wall 51 on the liquid introduction part 8 side is narrower than the reinforcement part 92, a stagnation point may be generated on the liquid introduction part 8 side, and bubbles may stay.

これに対して、本実施形態では、図10(b)に示すように、補強部92を構成する第2層93bなどとオーバーラップする位置にあるフィルタ孔91aは、液体の流れ方向で、他のフィルタ孔91よりも投影面積が小さくなり、他のフィルタ孔91よりも流速が僅かに増加する。   On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 10B, the filter hole 91a at the position overlapping the second layer 93b and the like constituting the reinforcing portion 92 is the other in the liquid flow direction. The projected area is smaller than that of the filter hole 91, and the flow velocity is slightly increased as compared with the other filter holes 91.

つまり、補強部92よりも液導入部8側の隔壁51の幅が狭い場合、補強部92のフィルタ部9に突き出た領域の下流側では流速が小さくなり気泡が滞留してしまう。しかし、本実施形態のように、フィルタ部9における隔壁51側に位置するフィルタ孔92aの一部を、フィルタ部9に突き出た補強部92にオーバーラップさせることで、フィルタ孔92aの投影面積を小さくし、この領域の流速を増加させている。   That is, when the width of the partition wall 51 on the liquid introduction part 8 side is narrower than that of the reinforcing part 92, the flow velocity becomes small on the downstream side of the region protruding from the filter part 9 of the reinforcing part 92, and bubbles remain. However, as in the present embodiment, a part of the filter hole 92a located on the partition wall 51 side in the filter part 9 is overlapped with the reinforcing part 92 protruding to the filter part 9, thereby reducing the projected area of the filter hole 92a. The flow rate in this region is increased by decreasing the size.

それによって、補強部92よりも液導入部8側の隔壁51の幅が狭い場合であっても、液導入部8側で淀み点が発生せず、速い流速によって気泡が排出されて、気泡が滞留することが防止される。   Thereby, even when the width of the partition wall 51 on the liquid introduction part 8 side is narrower than that of the reinforcement part 92, no stagnation point is generated on the liquid introduction part 8 side, and the bubbles are discharged at a high flow rate. Staying is prevented.

次に、本発明の第2実施形態について図11を参照して説明する。図11は同実施形態の説明に供する図6と同様な断面説明図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an explanatory sectional view similar to FIG. 6 for explaining the embodiment.

本実施形態では、前記第1実施形態における補強部92を構成する第3層93cのノズル配列方向の幅を第2層93bと同じにしたものである。   In the present embodiment, the width in the nozzle arrangement direction of the third layer 93c constituting the reinforcing portion 92 in the first embodiment is the same as that of the second layer 93b.

このような構成でも、前記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図12及び図13を参照して説明する。図12は同装置の機構部の側面説明図、図13は同機構部の要部平面説明図である。   Next, an example of the image forming apparatus according to the present invention including the liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is an explanatory side view of the mechanism part of the apparatus, and FIG. 13 is an explanatory plan view of the main part of the mechanism part.

この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持している。そして、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。   This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and a carriage 233 is slidably held in a main scanning direction by main and slave guide rods 231 and 232 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates 221A and 221B. . Then, the main scanning motor (not shown) moves and scans in the direction indicated by the arrow (carriage main scanning direction) via the timing belt.

このキャリッジ233には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドと同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した記録ヘッド234を搭載している。記録ヘッド234は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。   The carriage 233 is supplied with ink supplied to the same head as the liquid discharge head according to the present invention for discharging ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). A recording head 234 in which a storage tank is integrated is mounted. The recording head 234 is mounted with a nozzle row composed of a plurality of nozzles arranged in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction and the ink droplet ejection direction facing downward.

記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有する。そして、一方の記録ヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を吐出する。また、他方の記録ヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を吐出する。なお、ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、1ヘッド当たり4ノズル列配置とし、1個のヘッドで4色の各色を吐出させることもできる。   Each recording head 234 has two nozzle rows. Then, one nozzle row of one recording head 234a discharges black (K) droplets, and the other nozzle row discharges cyan (C) droplets. Also, one nozzle row of the other recording head 234b discharges magenta (M) droplets, and the other nozzle row discharges yellow (Y) droplets. Here, a configuration in which droplets of four colors are ejected in a two-head configuration is used, but it is also possible to arrange four nozzle rows per head and eject each of the four colors with one head.

また、記録ヘッド234のタンク235には各色の供給チューブ236を介して、供給ユニットによって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。   Further, the ink of each color is replenished and supplied from the ink cartridge 210 of each color to the tank 235 of the recording head 234 via the supply tube 236 of each color.

一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向する分離パッド244を備えている。   On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper 242 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 241 of the paper feed tray 202, a half-moon roller (feeding) that separates and feeds the paper 242 one by one from the paper stacking unit 241. Paper roller) 243 and a separation pad 244 facing the paper feed roller 243.

そして、この給紙部から給紙された用紙242を記録ヘッド234の下方側に送り込むために、用紙242を案内するガイド245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とを備えている。さらに、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト251を備えている。   A guide 245 for guiding the paper 242, a counter roller 246, a conveyance guide member 247, and a tip pressure roller 249 are used to feed the paper 242 fed from the paper feeding unit to the lower side of the recording head 234. And a pressing member 248 having Further, a transport belt 251 is provided as a transport unit for electrostatically attracting the fed paper 242 and transporting it at a position facing the recording head 234.

この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。   The conveyor belt 251 is an endless belt, and is configured to wrap around the conveyor roller 252 and the tension roller 253 so as to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction). In addition, a charging roller 256 that is a charging unit for charging the surface of the transport belt 251 is provided. The charging roller 256 is disposed so as to come into contact with the surface layer of the conveyor belt 251 and to rotate following the rotation of the conveyor belt 251. The transport belt 251 rotates in the belt transport direction when the transport roller 252 is rotationally driven through timing by a sub-scanning motor (not shown).

さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備え、排紙ローラ262の下方に排紙トレイ203を備えている。   Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 242 recorded by the recording head 234, a separation claw 261 for separating the paper 242 from the transport belt 251, a paper discharge roller 262, and a paper discharge roller 263 are provided. A paper discharge tray 203 is provided below the paper discharge roller 262.

また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。   A double-sided unit 271 is detachably attached to the back surface of the apparatus main body. The duplex unit 271 takes in the paper 242 returned by the reverse rotation of the transport belt 251, reverses it, and feeds it again between the counter roller 246 and the transport belt 251. The upper surface of the duplex unit 271 is a manual feed tray 272.

さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構281を配置している。   Further, a maintenance / recovery mechanism 281 for maintaining and recovering the nozzle state of the recording head 234 is disposed in a non-printing area on one side in the scanning direction of the carriage 233.

この維持回復機構281には、記録ヘッド234の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)を備えている。また、維持回復機構281は、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283を備えている。また、維持回復機構は281は、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け284などを備えている。   The maintenance / recovery mechanism 281 includes cap members (hereinafter referred to as “caps”) 282a and 282b (hereinafter referred to as “caps 282” when not distinguished) for capping the nozzle surfaces of the recording head 234. . The maintenance and recovery mechanism 281 includes a wiper blade 283 that is a blade member for wiping the nozzle surface. The maintenance / recovery mechanism 281 includes an empty discharge receiver 284 that receives droplets when performing empty discharge for discharging droplets that do not contribute to recording in order to discharge the thickened recording liquid.

また、キャリッジ233の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け288を配置している。この空吐出受け288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。   In addition, in the non-printing area on the other side of the carriage 233 in the scanning direction, there is an empty space for receiving a liquid droplet when performing an empty discharge for discharging a liquid droplet that does not contribute to recording in order to discharge the recording liquid thickened during recording or the like. A discharge receiver 288 is disposed. The idle discharge receiver 288 includes an opening 289 along the nozzle row direction of the recording head 234 and the like.

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内され、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送される。更に、用紙242は、先端を搬送ガイド237で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。   In this image forming apparatus configured as described above, the sheets 242 are separated and fed one by one from the sheet feeding tray 202, and the sheet 242 fed substantially vertically upward is guided by the guide 245, and is conveyed to the conveyor belt 251 and the counter. It is sandwiched between the rollers 246 and conveyed. Further, the leading edge of the sheet 242 is guided by the conveying guide 237 and pressed against the conveying belt 251 by the leading end pressing roller 249, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.

そして、帯電した搬送ベルト251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。   When the paper 242 is fed onto the charged transport belt 251, the paper 242 is attracted to the transport belt 251, and the paper 242 is transported in the sub-scanning direction by the circular movement of the transport belt 251.

そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙242の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙242を排紙トレイ203に排紙する。   Therefore, by driving the recording head 234 according to the image signal while moving the carriage 233, ink droplets are ejected onto the stopped paper 242 to record one line, and after the paper 242 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 242 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 242 is discharged onto the paper discharge tray 203.

このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、高画質画像を安定して形成することができる。   As described above, since the image forming apparatus includes the liquid discharge head according to the present invention as a recording head, a high-quality image can be stably formed.

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。   In the present application, the “paper” is not limited to paper, but includes OHP, cloth, glass, a substrate, etc., and means a material to which ink droplets or other liquids can be attached. , Recording media, recording paper, recording paper, and the like. In addition, image formation, recording, printing, printing, and printing are all synonymous.

また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。   The “image forming apparatus” means an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. “Formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply causing a droplet to land on the medium). ) Also means.

また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。   The “ink” is not limited to an ink unless otherwise specified, but includes any liquid that can form an image, such as a recording liquid, a fixing processing liquid, or a liquid. Used generically, for example, includes DNA samples, resists, pattern materials, resins, and the like.

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。   In addition, the “image” is not limited to a planar image, and includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。   Further, the image forming apparatus includes both a serial type image forming apparatus and a line type image forming apparatus, unless otherwise limited.

1 ノズル板
2 流路板
3 振動板部材
4 ノズル
5 個別流路
6 個別液室
8 液導入部
9 フィルタ部
9A フィルタ領域
10 共通液室
12 圧電部材
20 フレーム部材
51 個別流路間の隔壁
91 フィルタ孔
92 補強部
233 キャリッジ
234a、234b 記録ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle plate 2 Flow path plate 3 Vibrating plate member 4 Nozzle 5 Individual flow path 6 Individual liquid chamber 8 Liquid introduction part 9 Filter part 9A Filter area 10 Common liquid chamber 12 Piezoelectric member 20 Frame member 51 Partition between individual flow paths 91 Filter Hole 92 Reinforcing part 233 Carriage 234a, 234b Recording head

Claims (5)

液滴を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルが通じる複数の個別流路と、
前記複数の個別流路に通じる液導入部と、
前記複数の個別流路に液体を供給する共通液室と、を備え、
前記共通液室と前記液導入部との間には、複数のフィルタ孔が形成されて、前記液体をろ過するフィルタ部が設けられ、
前記フィルタ部には、複数のフィルタ領域に区画する補強部が設けられ、
前記補強部の一部は、液体の流れの方向で、前記フィルタ孔の一部と隙間をおいて対向し
前記補強部は、前記個別流路間の隔壁に、前記フィルタ部を形成する部材を挟んで対向する位置に設けられ、
前記補強部のノズル配列方向の幅は、前記個別流路間の隔壁のノズル配列方向の幅よりも広い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
A plurality of nozzles for discharging droplets;
A plurality of individual flow paths through which the nozzles communicate;
A liquid introduction part that leads to the plurality of individual flow paths;
A common liquid chamber for supplying a liquid to the plurality of individual flow paths,
Between the common liquid chamber and the liquid introduction part, a plurality of filter holes are formed, and a filter part for filtering the liquid is provided,
The filter part is provided with a reinforcing part that partitions into a plurality of filter regions,
A part of the reinforcing part is opposed to a part of the filter hole with a gap in the liquid flow direction ,
The reinforcing portion is provided at a position facing the partition between the individual flow channels with a member forming the filter portion interposed therebetween,
The liquid discharge head according to claim 1, wherein a width of the reinforcing portion in the nozzle arrangement direction is wider than a width of the partition between the individual flow paths in the nozzle arrangement direction .
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルが通じる複数の個別流路と、
前記複数の個別流路に通じる液導入部と、
前記複数の個別流路に液体を供給する共通液室と、を備え、
前記共通液室と前記液導入部との間には、複数のフィルタ孔が形成されて、前記液体をろ過するフィルタ部が設けられ、
前記フィルタ部には、複数のフィルタ領域に区画する補強部が設けられ、
前記補強部の一部は、液体の流れの方向で、前記フィルタ孔の一部と隙間をおいて対向し、
前記フィルタ部は、前記個別流路の壁面を形成する振動板部材に形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
A plurality of nozzles for discharging droplets;
A plurality of individual flow paths through which the nozzles communicate;
A liquid introduction part that leads to the plurality of individual flow paths;
A common liquid chamber for supplying a liquid to the plurality of individual flow paths,
Between the common liquid chamber and the liquid introduction part, a plurality of filter holes are formed, and a filter part for filtering the liquid is provided,
The filter part is provided with a reinforcing part that partitions into a plurality of filter regions,
A part of the reinforcing part is opposed to a part of the filter hole with a gap in the liquid flow direction,
The liquid ejection head, wherein the filter portion is formed on a diaphragm member that forms a wall surface of the individual flow path.
前記補強部は、少なくとも2層構造をなしていることを特徴とする請求項1又は2に記載液体吐出ヘッド。 The reinforcing portion, the liquid discharge head according to claim 1 or 2, characterized in that forms at least two-layer structure. 前記補強部は、前記個別流路間の隔壁に、前記フィルタ部を形成する部材を挟んで対向する位置に設けられ、
前記補強部のノズル配列方向の幅は、前記個別流路間の隔壁のノズル配列方向の幅よりも広い
ことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
The reinforcing portion is provided at a position facing the partition between the individual flow channels with a member forming the filter portion interposed therebetween,
The liquid ejection head according to claim 2 , wherein a width of the reinforcing portion in the nozzle arrangement direction is wider than a width of the partition between the individual flow paths in the nozzle arrangement direction.
請求項1ないし4のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the liquid discharge head according to claim 1.
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